直接墨水写3D打印 多刺激响应的水凝和通过二硫化物交换的后功能化
Christopher R Fellin1, Alshakim Nelson1
1Department of Chemistry, University of Washington, Seattle, Washington 98105, USA.
ACS applied polymer materials
|January 19, 2024
概括
这项研究引入了一种新的多刺激响应水凝,可以使用直接墨水写作进行3D打印. 该材料允许后功能化,通过其可适应性特性实现多种应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 开发用于3D打印的先进水凝需要具有可调节性质和制造后修改能力的材料.
- 响应刺激的聚合物对于创建各种应用的动态和适应性材料至关重要.
研究的目的:
- 合成和表征一种适用于直接墨水写作 (DIW) 3D打印的多刺激响应水凝.
- 为了使3D打印的水凝网络能够用含有硫醇的分子进行后功能化.
- 为了证明水凝对温度的反应性及其在制造功能结构中的实用性.
主要方法:
- 合成聚基基乙烯与甲基酸盐结末,以形成水凝.
- 加入二硫化甲基甲基烯酸 (PDS-UM) 进行醇反应后功能化.
- 对刺激反应行为 (温度,剪切薄化) 和交叉连接能力的表征.
- 在不同的条件下,研究水凝与谷氨和其他含醇的探针的反应性.
- 使用定制的DIW打印机制造3D打印对象,然后进行连接.
主要成果:
- 成功开发了一种对刺激有反应的水凝,表现出sol-gel过渡,剪切薄化和光化学交联.
- 证明了与低临界溶液温度 (LCST) 属性相一致的温度依赖的胀行为.
- 在各种条件下,通过多种类型的含有硫醇的分子 (蛋白质,聚合物,小分子) 来实现水凝网络的高效后功能化.
- 制造了一种3D打印结构,可以进行光标记,并展示温度诱导的大小变化.
结论:
- 开发的水凝平台对于3D打印和后功能化非常通用.
- 多刺激响应性允许对材料属性和功能进行动态控制.
- 这项技术对需要适应性和功能性3D打印材料的应用具有前景.
